细胞突起损伤对细胞活性的影响

研究了嗅鞘细胞突起不同位置的飞秒激光手术损伤对细胞活性的影响, 探讨了细胞损伤、修复和死亡的动力学过程. 功率100 μW、切割速度2 μm/s的紧聚焦飞秒激光对小直径的细胞突起切割两次, 观察突起不同位置的损伤对细胞活性的影响; 采用同样参数对大直径的细胞突起切割6次, 观察损伤后细胞的变化. 当细胞突起直径较小时, 无论是突起末端、中部还是根部的损伤都不能使细胞死亡, 损伤的细胞在3 h内恢复了活性; 当突起直径较大时, 多次的飞秒激光损伤导致细胞的胀亡. 通过飞秒激光手术对细胞突起损伤和诱导胀亡的研究, 提出了飞秒激光细胞损伤的多种机制, 探讨了飞秒激光诱发细胞内部钙波的形成、细胞形态学变化和胀亡的动力学. 因此, 飞秒激光手术为建立细胞损伤模型和研究细胞动力学提供了一个非常重要的方法.     

基于原子力显微镜(AFM)的细胞黏弹特性测量与分析

细胞机械特性在细胞生理病理变化过程中起着重要指示作用,对其进行研究有助于了解生命活动奥秘以及疾病发生发展的内在机理.原子力显微镜(AFM)的发明为单细胞机械特性研究提供了新的技术手段,给细胞力学及癌症等重大疾病带来了大量新的认识.然而现有AFM细胞机械特性探测主要集中在细胞弹性特性,对细胞黏弹特性进行的研究和分析还较为缺乏.本文基于AFM开展了细胞黏弹特性测量和分析研究.首先建立了基于AFM单细胞压痕技术的细胞黏弹特性探测方法,基于此实现了对6种不同类型细胞(包括贴壁细胞、悬浮细胞、正常细胞、癌细胞、细胞系和原代细胞等)黏弹特性(松弛时间)的测量与表征,随后对测量结果进行回归分析揭示出细胞1阶松弛时间和2阶松弛时间之间的关联.研究结果加深了人们对细胞黏弹特性的认识,为单细胞机械特性研究提供了新的思路.     

基于AFM的淋巴瘤细胞成像及其机械特性测定

原子力显微镜(AFM)以其独特的成像方式, 为在细胞水平和分子水平获取细胞生理状态的新认识提供了技术手段. 研究了近生理环境下基于AFM的Burkitt淋巴瘤(Burkitt’s lymphoma, BL)细胞成像及其机械特性的测定, 探索了基于多聚赖氨酸的悬浮细胞固定方法, 并在此基础上实现了AFM对BL细胞表面形貌及其超微结构的高分辨率成像; 对活体BL细胞以及戊二醛固定后的BL细胞的机械特性进行了测定, 验证了Hertz模型对BL细胞机械特性描述的有效性, 同时揭示了戊二醛的引入将导致BL细胞硬度的显著增加. 实验结果为近生理环境下悬浮细胞的高分辨率形貌表征和机械特性测定提供了技术思路和实验方法, 同时为在单细胞尺度上探索可用于疾病早期快速诊断和个性化治疗的新生物标记奠定基础.     

基于AFM 单分子力谱技术的CD20-Rituximab 间相互作用力测量

原子力显微镜(AFM)的发明为测量分子间特异性相互作用力提供了新的技术手段.利用AFM 单分子力谱 (SMFS) 技术分别测量了提纯的CD20, 淋巴瘤Raji 细胞表面的CD20 和淋巴瘤病人B 细胞表面的CD20 与Rituximab (抗CD20 单克隆抗体)之间的相互作用力. 通过探针功能化技术, 将Rituximab 连接到AFM针尖; 通过基底功能化技术, 将提纯的CD20分子吸附到云母表面, 对CD20分子进行了AFM成像, 并测量了CD20与Rituximab 之间的相互作用力; 通过静电吸附和化学固定, 将淋巴瘤Raji 细胞和淋巴瘤病人细胞固定到载玻片表面, 对Raji 细胞和病人细胞进行了AFM 成像, 并分别测量了Raji 细胞表面的CD20 和病人B 细胞表面的CD20 与Rituximab 之间的相互作用力. 比较并分析了在提纯的CD20 分子表面、Raji 细胞表面和病人B 细胞表面测量CD20-Rituximab 相互作用力的差异,实验结果表明Raji 细胞表面的CD20 与Rituximab 之间的相互作用力明显小于提纯的CD20 以及淋巴瘤病人B 细胞表面的CD20 与Rituximab 之间的相互作用力, 为深入研究造成Rituximab 耐药性差异的分子机理提供了技术思路和实验方法.     

味觉传导机理及味觉芯片技术研究进展

在人类的敏感器官方面, 味觉的研究明显落后于视觉、听觉、触觉和嗅觉. 针对酸、甜、苦、咸、鲜等多种不同味觉, 人类及动物的味觉细胞内存在有多种不同的传导感受机制, 但由于缺乏在细胞和分子水平上进行有效的研究手段, 有关味觉的研究仍在探索中. 近年来, 随着分子生物学和电生理研究的不断深入, 味觉细胞的传导编码机制研究取得了很大的进展. 结合我们实验室多年来在人工嗅觉与人工味觉和细胞传感器方面的研究基础, 对近年来国际上有关味觉的传导机理和细胞芯片技术的最新发展进行了综合评述. 在此基础上, 结合我们当前的研究工作, 重点介绍了细胞芯片这一生物学与微电子技术交叉领域研究的最新成果, 对味觉细胞芯片及其应用前景进行了论述, 提出了仿生味觉芯片和味觉细胞芯片的研究方向, 并在细胞和分子水平上对味觉的研究进行了初步探讨.     

研究细胞意在何为

<正>1665年,英国科学家罗伯特·胡克通过自制的光学显微镜观察软木塞的薄切片后发现了一格一格的小空间。那是人类第一次发现细胞。从那以后,人们开始了研究细胞、了解细胞,并向细胞学习的历程。细胞是生物界中不可或缺的一部分。除病毒外的所有生物都是由细胞构成的。自然界中既有单细胞生物,也有多细胞生物。细胞是生物体基本的结构和功能单位。细胞的体形大多十分微小,小到我们肉     

基于微纳材料与器件测量细胞温度

最近10年里,科研人员研发了多种微纳尺度测温传感器,希望能够借此来精确测量细胞内的温度或温度分布,但由于单个细胞的诸多限制,这些细胞测温传感器也在不断发展完善.本文将综述近年来基于微纳材料与器件测量细胞温度的研究进展,重点介绍微纳热电偶的实时细胞测温技术,最后介绍此类传感器在药物筛选、疾病诊疗等领域中的应用,并对细胞测温技术的后续发展进行了展望.具体而言,本文指出微纳尺度的细胞测温传感器一般可以分为荧光式细胞温度测量法和探极式细胞温度测量法:荧光式细胞温度测量法主要有作为温度计的有机化合物、量子点、聚合物和生物分子;探极式细胞温度测量法主要有作为热探针的热电偶、铂电阻和碳纳米管.     

胚胎干细胞向肝系细胞定向分化及其在肝再生中的应用

细胞移植和生物人工肝(bioartificial liver, BAL)作为终末期肝病的辅助治疗方法, 在越来越受到广泛关注的同时, 也面临着细胞来源、数量限制、存活期短、功能迅速降低等问题, 因此迫切需要寻找新的、合适的细胞来源. 胚胎干细胞(embryonic stem cell, ESC)是从囊胚内细胞团(inner cell mass, ICM)中分离获得的、具有无限增殖能力和分化全能性的原始细胞, 能在特定的诱导条件下分化成各种组织 特异性细胞, 在临床上具有极其广阔的应用前景, 其向肝系细胞的定向分化使其可能成为肝脏细胞移植和BAL的一个重要细胞来源. 目前, 研究重点在于控制分化过程以获得足够数量的所需类型细胞. 本文概括了肝脏的发育与分化, 综述了ESC向肝系细胞定向诱导分化的最新研究进展, 并对其在肝再生中的应用和存在问题也进行了探讨, 希冀对该领域的研究提供一些新的思路.     

神经科学家利用蝙蝠寻求解开大脑三维空间导航的秘密

揭开人和动物大脑方位感知与空间导航的秘密,一直是一个令人着迷的问题.科学家通过对大鼠和蝙蝠等动物近50年的研究,使我们对大脑二维(2 dimension, 2D)导航的神经基础有了较清楚的认识.研究发现,在海马和内嗅皮质等脑区有专门的导航细胞,包括位置细胞、网格细胞、边界细胞、头朝向细胞等.这些细胞及它们的"细胞域"可为2D空间导航提供"空间认知地图"或"心灵环境地图"和"指南针".然而,人和大量动物都生活在三维(3 dimension, 3D)空间中,大脑如何完成3D空间环境下的定位和导航?近年来,通过对爬行和飞行状态蝙蝠的研究,发现参与2D导航的那些细胞在3D空间下反应特性和模式均发生明显变化;蝙蝠属于社会性和群居性动物,研究还发现在其海马内存在社交位置细胞和目标方向角调谐细胞,分别负责获取环境中其他蝙蝠位置的踪迹信息以及目标的方向信息.由此可见,脑内这些空间定位细胞构成了导航的神经基础,并经过复杂的功能整合,构成了一个位于脑内的"微型全球定位系统",且在细胞水平上阐释了这种高级认知功能的原理.本文简要介绍了Nachum Ulanovsky等人近些年对蝙蝠大脑3D导航的研究.     

激活素A对人正常滋养层细胞增殖和激素分泌的调节

利用无血清培养的人早孕原代细胞滋养层细胞和人正常的盈舯来源的细胞滋养层细胞系ＮＰＣ为体外研究模型,研究了激活素Ａ对细胞增殖和ｈＣＧ及孕酮分泌的调节。结果表明,激活素Ａ促进原代细胞滋养层细胞ｈＣＧ和孕酮分泌以及ＮＰＣ细胞的孕酮分泌,而ＮＰＣ细胞的ｈＣＧ分泌不受春影响。细胞滋养层细胞的增殖不受为类激素的调节。     

asy与asyip: 一类新的细胞凋亡诱发基因

细胞凋亡广泛存在于各种多细胞生物的各种组织中, 是细胞内一个积极主动的程序性生理过程. 细胞凋亡在多细胞动物的发育、细胞衰老死亡、机体内环境稳定以及对细菌和病毒感染的抵抗等过程中起着非常重要的作用. 其功能包括: 发育过程中组织结构的构造、无用细胞和组织的消除、生长和细胞数目的调控、异常和危险细胞的清除. 因此, 细胞凋亡是一个严谨和有效的细胞质量控制系统, 它以细胞自杀的方式最大限度地降低了体内有害细胞(如: 自身反应性淋巴细胞、病毒感染细胞、肿瘤细胞)的数目[1]. 细胞凋亡可被多种细胞内或细胞外因素所诱发, 包括…     

基于BAC同源重组高效构建小鼠胚胎干细胞Nanog基因报告体系

Nanog是最新发现的一个在胚胎干细胞(ES细胞)中特异表达, 并在保持ES细胞多能性的机制中有重要作用的转录因子. Nanog基因的表达能非常灵敏地随ES细胞的分化而下调, 使之成为指示ES细胞多能性最理想的标志基因之一. 本研究基于细菌人工染色体(bacterial artificial chromosome, BAC)同源重组技术, 并改进了将报告基因敲入目的位点的重组方案, 高效构建了小鼠ES细胞(mES细胞)的Nanog/EGFP报告体系. 基因打靶后的mES细胞具有与其源mES细胞相同的特性, 并能稳定地将Nanog与EGFP (enhanced green fluorescence protein)的表达偶联. 此报告体系能通过EGFP的表达有效报告Nanog基因的表达水平, 从而对mES细胞分化或未分化状态作出明显指示. 本研究为mES细胞自我更新和分化的研究提供了一个理想的实验体系, 不仅能用于进一步优化mES细胞的培养体系, 对研究Nanog的表达调控及其与其他维持mES细胞多能性的因子和途径之间的关系也有深远的意义.     

利用人羊水细胞可快速建立有效的多能干细胞系

将人体细胞直接进行重编程制备患者特异性诱导多能干细胞(iPS)有望用于疾病建模和细胞置换治疗.然而,获取iPS的低效率和安全性问题限制了其临床应用.同时,细胞类型也可以     

烟草细胞的空间电融合

随着国家载人航天项目“神舟四号”飞船的成功发射和顺利返回, 其携带的植物细胞——烟草(黄花品种)叶肉原生质体与烟草(革新一号)叶肉细胞脱液泡原生质体空间电融合实验获得成功. 细胞核染色的结果显示, 空间飞行样品中双核细胞的比率为18.8%, 多核细胞的比率为2.1%, 分别比地面对照样品(1.65%和0.34%)增加10.4和5.2倍. 细胞活力为53.1%, 地面对照细胞的活力为38.0%, 相对提高了39.7%. 同时, 微重力环境中融合细胞的代谢活动也发生了显著的改变. 此次实验的成功表明空间微重力环境是改善细胞电融合技术的重要途径.     

通道蛋白:生命的分子门禁

所有生物都是由细胞构成的,一个人体大约有100亿个细胞.不同的细胞,如肌细胞、肾细胞和神经细胞等构成了人体的各种复杂系统.     

体积较大的多孔聚酯支架中的骨髓基质干细胞的分布

考察了在圆柱状聚乙交酯-丙交酯(PLGA)多孔支架上接种细胞时, 如何通过将细胞悬液接种在支架的合适深度来快速实现细胞在支架中的均匀分布. 支架利用常温模压-粒子滤出的方法制备, 致孔剂为球形石蜡粒子, 支架的高度和直径均为10 mm. 通过体外唑溴盐染色和定量测定支架不同层面上细胞数量的方法, 考察了细胞在支架上的分布情况. 发现当细胞被接种在支架的中上部时, 细胞在支架上培养一定的时间之后可以在整个支架中基本实现均匀分布, 而其他的接种部位则难以达到细胞的均匀分布. 同时证实, 骨髓基质干细胞在球形孔PLGA支架上经成骨诱导后也可以分化为成骨细胞.     

介导肝脏损伤与再生的天然免疫识别机制

近10年来, 天然免疫识别受体群的发现和肝脏免疫学的兴起, 即发现肝脏天然杀伤(natural killer, NK)细胞和NK样T细胞(NK like T cells, NKT)是其他器官含量的5~10倍, 掀起了继20世纪70年代中期NK细胞发现之后的天然免疫研究的“第二次浪潮”. 天然免疫研究的这两个突出进展有可能重新解释某些肝脏疾病的免疫致病机理, 也可能丰富天然免疫学的内涵. 经过10年的研究, 本研究小组发现, NK细胞和NKT细胞天然免疫识别介导了小鼠肝脏免疫损伤. 我们通过Toll样受体3 (Toll-like receptor-3, TLR-3)活化途径成功建立了NK细胞介导的小鼠自身免疫性肝炎模型, 可模拟肝炎病毒携带者; 观察到NK, NKT或枯否(Kupffer)细胞间的天然免疫调节网络参与肝脏免疫损伤, TLR-3活化枯否细胞可防止细菌毒素爆发性肝炎; TLR-3活化NK细胞可抑制由NKT细胞介导的致死性肝炎; 乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)转基因鼠肝脏易于免疫损伤与该鼠NK和NKT细胞NKG2D (natural killer cell group 2D)受体免疫识别异常有关; 该鼠肝脏再生能力下降与NKT细胞过度免疫识别CD1d有关; 阻断NKG2D或CD1d识别可缓解免疫性肝损伤. 同时, 对NK细胞调节性亚群(NK1, NK2, NK3, uNK细胞)进行了深入研究和发现内分泌激素瘦素(Leptin)和催乳素(Prolactin)可调控人类NK细胞分化; 白细胞介素15(IL-15)通过抗凋亡促进人CD56^dim NK亚群发育.     

PKCa对人胚肺细胞增值相关基因表达及AP-1活性的影响

蛋白激酶C（Protein kinase C,PKC）是一类丝氨酸和苏氨酸激酶,它在细胞信号传递、生长调控和肿瘤发生中具有重要作用。PKC是一个至少由12种亚类组成的多基因家族,PKC亚类的分子异质性、不同的生化性质和细胞内定位暗示其发挥不同的生理功能,为了探讨特异PKC亚类在细胞增殖、转化中的作用,我们建立了稳定过表达PKCa的人胚肺细胞模型,分析表明过表达PKCa可以促进2BS细胞的增殖速率,并能引起细胞的部分转化特征,细胞外信号一般通过细胞核内基因表达的变化最终导致细胞表型的改变,鉴于PKCa在细胞     

基于微流控芯片的细胞迁移

细胞迁移在血管再生、伤口愈合、炎症反应、胚胎发育等多种生理和病理过程中起到关键作用.细胞迁移研究中,传统的研究方法无法满足高通量的需求,且大多是单因素检测,难以综合考虑细胞基质、浓度梯度等多参数对细胞迁移的影响.微流控芯片分析是当前的科技前沿领域之一,其作为细胞迁移研究新的技术平台,一方面具有集成度高、灵敏度高、高通量、试剂消耗少等优势,快速实现大规模分析;另一方面芯片中微米级的通道结构可精确控制物质浓度梯度和微流体,调节溶液温度和pH等细胞微环境要素,更真实模拟细胞体内生长微环境,并完成实时监测.微流控芯片已经被广泛应用于细胞迁移研究,其模型分为二维(2D)和三维(3D)2大类,分别从平面培养和立体生长的角度,研究不同因子浓度梯度、电刺激或细胞间相互作用等条件对细胞迁移行为的影响,打破了传统方法的局限性,促进了生物及医学等领域的研究.本文介绍了微流控芯片在细胞迁移研究中应用的最新进展,重点综述了研究细胞迁移的2D和3D微流控芯片,并讨论了各类微流控芯片的优缺点.     

显微激光散射技术及对单个活细胞的无损在位实时测量

对显微激光散射技术的原理和方法、发展现状及在单个活态细胞测量等方面的应用,包括对单个,活态人血红细胞同时在细胞、亚细胞和分子３个水平上进行的无扰,在位,实时,高灵敏度测定进行了详细介绍。